信号发生器原理

1、.射频电路测试原理射频电路测试原理微波测试信号的产生.参考文献nAgilent资料nThe Science of Timekeeping, HP Application Note 1289nn袁越智等，高频、微波信号源及其稳定，中国计量出版社，1992nUlrich L. Rohde, David P. Newkirk, RF/Microwave Circuit Design for Wireless Applications, John Wiley & Sons, 2000n刘光祜，张玉兴译，无线应用射频微波电路设计，电子工业出版社，2004.目录n通过对信号发生器工作性能的讨论，尤

2、其是相位噪声产生的机制，理解信号发生器的各种性能指标的定义及其对测试的影响n概述n连续波信号发生器Continue Wave，CWn扫频信号发生器Sweptn调制信号发生器modulationn信源指标对测试影响的分析例.一、概述：分类n按输出波形分类n正弦信号发生器n函数发生器n脉冲信号发生器n其他：伪随机、噪声、n正弦信号发生器n按频段分类n射频信号发生器：kHz-3GHzn微波信号发生器：3GHz-30GHzn按频率产生和综合方法分类n直接频率合成法：DSn间接频率合成法（锁相环频率合成法）n直接数字频率合成法：DDSn按输出频率调节方式分类n连续波信号发生器：Continue Wave

3、, CWn扫频信号发生器：Sweptn调制信号发生器.工作性能（一）n频率特性n有效频率范围n所有其他指标都得以保证的频率范围n分辨力n频率准确度n实际输出频率和标度频率的误差： -n频率稳定度n描述信号源输出频率的随机波动和漂移特性n时域描述：阿伦方差n频域描述：相位噪声n频谱纯度n相位噪声，谐波、杂波：-50dBc610210%10000fff.频谱纯度 .工作性能（二）n输出特性n输出功率或输出电平n调节范围可达107以上n输出电平稳定度和平坦度n稳定度n输出电平随时间的变化：0.1dB/min; 0.3dB/3hn平坦度n有效频率范围内，调节频率时幅度随频率的变化n为了保证信号发生器输

4、出信号的电平稳定度和平坦度，信号源输出往往都有自动电平控制（Automatic Level Control, ALC）电路，可保证平坦度在1dB以内n输出电平准确度：3%n输出阻抗：50，驻波比1.2.工作性能（三）n调制特性n调制类型n模拟调制、数字调制n调幅、调角n调制信号频率范围n调制指数n有效范围：调幅波调制指数，调频波频偏n准确度：误差小于30dB）、非谐波寄生信号（40dB）.三、扫频信号发生器n网络分析仪n频谱分析仪n技术性能n频率特性n扫频功能n输出特性nGPIB程控n扫频信源广泛地应用于各种测试系统，为电路设计和系统研制提供了强有力的手段n扫频发生器一定带有GPIB接口，其扫

5、频方式、频带选择、频率等，全部的前面板功能均可通过GPIB进行程控，从而实现自动测量系统，在计算机的控制下进行测量.3.1 扫频特性.输出特性n输出功率：准确度n稳幅性能：平坦度n输出匹配：SWR.扫幅方式nPower SweepnPower Sweep RangenPower Slope RangenSource Match (SWR).频响特性测试n当测试器件的频响特性时，如下指标是重要的n指标 效能n频率准确度 DUT器件的中心频率n输出功率 增益/衰减n平坦度 频响特性n响应速度 测试成本n残余调频 测试高Q器件的能力.频响特性测试.幅度扫描测试1dB功率压缩点.3.2 调谐电路n2G

6、Hz以下的扫频信号发生器常采用变容管调谐振荡器（VaractorTuned Oscillator）n电容三点式振荡器最为常见nYIG调谐振荡器是固态扫频信号发生器中最常见的微波振荡器nYIG：Yttrium Iron Garnet: 钇铁石榴石nYIG调谐振荡器（YIG Tuned Oscillator）工作频率范围可达50GHz：210GHz、818GHz、1020GHz、2040GHz.YIG调谐振荡器nYIG小球通过耦合环与高频电路耦合n带耦合环的YIG小球等效为一个高Q值的并联谐振回路（无载Q值可达1000-8000）n高Q谐振回路和负阻有源电路构成振荡器n负阻：耿氏二极管，正反馈FE

7、T、BJT、OeMHZHf, 0, 08 . 2.n调制是将基带信息负荷于载波的实现方式n调制类型n模拟（AM、FM、PM、Pulse）n数字（IQ，矢量信号）n特殊调制（TDMA、CDMA、etc.）四、调制信号发生器Agilent8360Bfamily10 MHz -50GHzAM/FM/Pulse110 GHz with ext. moduleAgilentESGfamily250 KHz -4 GHzAM/FM/Phase/PulseDigital/I-Q ModGSM,CDMA,DECT.)()(2cos()()(0tdttftAtVt.调幅n调制信号n载波信号n调制指数。ttmVt

8、tVVVttVVVcacccAMcmcAMcos)cos1 (cos)cos(cos)(.调角n载波信号n调制信号n调制指数：最大频偏) 1(2 mBW)cos2cos()cos2cos()(2cos()(cos)sin2cos()sin22cos()(22cos()(2cos()(cos0000000000000000tmtfVtVKtfVtVKtfVtVVtmtfVtVKtfVdttVKtfVdttVKfVtVVpcpcmpccPMfcfctmfctmfccFM.脉冲调制nRise TimenPIN Switch: 1nsnPulse Repetition FrequencynPulse

9、WidthnDuty FactornOn/Off IsolationnAmplifier (turned on by changing the bias on the output terminal: drain, FET: 0V, VDD)n60dB Pulse Modulation: A pulsed RF signal is periodic in that is has two distinct and recurring states; the on state provides a stable medium or high power signal, the off state

10、has much reduced signal strength (ideally no signal is present in the off state).PRF=50kHz(the spacing between the spectral lines)pulsed period=1/PRF=20usLobe width=1MHzMain lobe power=-48dBmPulse width=1/lobewidth=1usDuty cycle=50kHz/1MHz=0.05Peak pulse power=-48dBm-20log0.05=-22dBmRBW=3MHz Span=0RBW=10kHz Span=500kHz/DIVRBW=30kHzSpan=1MHz/DIV.数字调制.调制信号发生器构成.基带信号产生.